ENTRETIEN Jean-François Stéphan

1
ENTRETIEN  Jean-François Stéphan
Directeur de l'Institut national des sciences de l'univers du CNRS
L’INSU est très actif dans la mise en place des
services d’observation. Quelle est la raison ?
Parmi les principales missions nationales de l’INSU
figure le soutien aux services d’observation.
En effet, les sciences de la planète et de l’univers
s’appuient sur les observations des objets et
milieux naturels, soumis ou non à la pression
anthropique. Cela passe en général par des
mesures systématiques collectées sur de longues périodes de
temps, de plusieurs décennies. Et ceci concerne l’ensemble des
disciplines scientifiques de l’INSU. L’astronomie avec les
observations du système solaire et de l’univers plus lointain à toutes
les longueurs d’onde ; la Terre interne, avec la surveillance sismique
et volcanique et enfin l’environnement proche avec les observations
permanentes de l’océan, de l’atmosphère et des surfaces
continentales où se concentrent les activités humaines.
Dans le contexte du changement climatique, l’acquisition de ces
données sur de longues périodes permet aussi de valider les
simulations présentes et futures du climat de la planète. On n’aurait
jamais découvert le trou d’ozone stratosphérique sans les mesures
systématiques d’ozone. De même pour les concentrations des gaz à
effet de serre dans l’atmosphère.
Comment est décidée la mise en place d’un service d’observation ?
L’initiative vient de la communauté scientifique. Un dossier est
déposé auprès de l’INSU pour expliquer pourquoi il serait nécessaire
d’ouvrir un service d’observation, les moyens à mettre en œuvre et
quels seraient les bénéfices scientifiques attendus. Le dossier est
évalué par des commissions internes à l’INSU et si l’avis est positif
l’INSU peut alors apporter le label national. Le nombre de services
labellisés est limité. La labellisation permet au service d’obtenir des
moyens humains et financiers de l’INSU et de ses partenaires
concernés (universités, organismes de recherche).
Les Observatoires des sciences de l’univers (OSU) ont ensuite la
responsabilité de la pérennité de ces services, qui sont placés sous
la responsabilité scientifique d’un laboratoire. Une vingtaine d’OSU
existent à l’heure actuelle en France.
Dans le cas particulier de l’océan et de l’atmosphère, comment se
présente le dispositif ?
Les services d’observation de l’océan et de l’atmosphère se sont
développés il y a une trentaine d’années. Dans le cas de l’océan on
cherche à connaître les évolutions et les tendances à long terme de
paramètres biogéochimiques et physiques. Par exemple, le niveau
de la mer, la température et la salinité, les échanges de carbone à la
surface, etc... Dans le cas de l’atmosphère, ce sont ses constituants
et leurs évolutions spatiales et temporelles qui sont particulièrement
ciblés : aérosols, gaz à effet de serre, dépôts atmosphériques,
constituants intervenant dans la qualité de l’air,…
Une part significative de ces services d’observation constitue la
participation française à des réseaux internationaux.
Les données collectées sont-elles accessibles ?
Une des conditions pour obtenir la labellisation de l’INSU est la mise
à disposition de la communauté scientifique des données collectées.
Et aucune exception n’est prévue à cette règle.
Quelle est la complémentarité avec les services d’observation
opérationnels de Météo-France ?
La mise en place de services d’observation par l’INSU répond à deux
critères principaux.
Le premier est l’existence d’une justification scientifique forte pour la
mesure de certains paramètres sur la durée. La deuxième est de
s’assurer que ces paramètres ne sont pas mesurés par d’autres
organismes dont c’est la mission. C’est la raison pour laquelle l’INSU
n’a jamais mis en place des services d’observation sur des
paramètres atmosphériques qui sont mesurés systématiquement par
le réseau de Météo-France, comme la température, la pression
atmosphérique, le vent, la couverture nuageuse,… On pourrait dire
dans une première approche que Météo-France mesure les
paramètres thermodynamiques de l’atmosphère et l’INSU plutôt sa
composition.
A votre connaissance, les chercheurs utilisent-ils les données
collectées par Météo-France ?
Oui. Les données de Météo-France sont indispensables à la
recherche, soit pour des études de nature climatologique, soit
comme données assimilées par les modèles lors d’études de cas,
sans oublier les données de validation des simulations numériques.
Et, je suis très satisfait que les difficultés rencontrées il y a quelques
années par les chercheurs pour accéder aux données de Météo-
France ne soient plus qu’un mauvais souvenir, au sein d’une
communauté très attachée aux synergies et collaborations qui
transcendent les appartenances institutionnelles. Ce que démontre,
s’il en était besoin, le poids de la climatologie française au sein du
Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat
(GIEC).
Propos recueillis par Daniel GUEDALIA
OMP / Laboratoire d'aérologie. Membre du Comité Editorial
______________________________________
Météo et Climat Info n°31
-
Juille
t 2012
73, avenue de Paris 94165 Saint-Mandé Cedex
Tél: [phone] - Fax: [phone]
[e-mail] - www.smf.asso.fr.
Rédactrice en chef: Morgane Daudier (SMF-Météo et Climat).
Rédactrice en chef adjointe: Nathalie Rauline (SMF-Météo et Climat
Midi-Pyrénées). Autres membres: Jean-Claude André (SMF-Météo et
Climat), Guy Blanchet (SMF-Météo et Climat), Jean-Pierre Chalon
(Météo-France), Pierre Durand (OMP, laboratoire d'aérologie), Daniel
Guédalia (OMP, laboratoire d'aérologie), Jean Pailleux (SMF-Météo et
Climat), Claude Pastre (SMF-Météo et Climat)
EN BREF  DES CHUTES DE NEIGE ACCRUES
AMORTIRAIENT LE RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE EN ANTARCTIQUE
L’augmentation des chutes de neige en Antarctique pourrait
amortir le réchauffement climatique futur sur ce continent, d’après
les travaux d’une équipe française comprenant des chercheurs du
Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement
(Grenoble) et de l’unité mixte internationale Takuvik (CNRS /
Université de Laval). À l’aide d’images satellitaires et de
modélisations numériques, les chercheurs ont montré que la
hausse des températures en Antarctique impliquera des
précipitations accrues et donc une neige plus "blanche" qui réduira
l’amplitude du changement climatique au centre du continent.
+ d'infos http://www.insu.cnrs.fr/environnement/cryosphere/des-chutes-
de-neige-accrues-amortiraient-le-rechauffement-climatique-en-ant

2
COUP DE PHARE
 Vers une prévision en temps réel de la propagation d’un feu de forêt
Figure : Panache simulé (à droite) et observé (à gauche) 50 minutes après la mise à feu. Le panache est diagnostiqué dans la figure de droite en observant l’effet
de la consommation de l’ozone par les précurseurs chimiques dans le panache.
La propagation des incendies de forêt résulte d'interactions
complexes entre processus physiques et chimiques
intervenant à différentes échelles spatiales et temporelles: le
processus de pyrolyse à l'échelle de la végétation, la
combustion et la dynamique turbulente à l'échelle de la
flamme, la dynamique atmosphérique à l'échelle de l'incendie.
Ces processus sont intimement liés aux propriétés locales de
la végétation, de l'état hydrique du combustible, de la
topographie et des conditions météorologiques près de la
surface, notamment du vent. Ces notions sont connues
depuis longtemps et ont permis de développer des réponses
adaptées dans la lutte contre les incendies.
Le laboratoire des Sciences Pour l'Environnement de
l'Université de Corse a développé un simulateur de
propagation de feu, appelé ForeFire. Forefire est un modèle
permettant de considérer l'ensemble des processus impactant
la propagation du feu en gardant une performance numérique
compatible avec une utilisation opérationnelle. Pour pouvoir
prendre en compte l'influence des vents en surface induits par
le feu sur la propagation de l'incendie, il a été couplé avec le
modèle météorologique Méso-NH développé conjointement
par le Laboratoire d'Aérologie de Toulouse et Météo-France.
Les premiers essais de simulation de la propagation du feu
sur des cas réels ont été réalisés avec succès. Ils montrent la
capacité du modèle à reproduire des structures fines des
panaches de fumée ainsi que la pollution induite par les
émissions de combustion. Ces aspects sont particulièrement
importants car ils conditionnent l'utilisation du modèle pour
des applications d'alerte vers la population située sous le vent
du feu et pour anticiper la perte de visibilité pour les sapeurs-
pompiers intervenant sur l'incendie. Les simulations
démontrent aussi la sensibilité de la propagation de l'incendie
au couplage entre le feu et l’atmosphère. En particulier, les
mouvements de petite échelle de l'atmosphère perturbée par
le feu ont un fort impact sur la propagation du feu lui-même.
Cette première étude basée sur le modèle couplé feu-
atmosphère est complétée aujourd'hui par des recherches en
cours au CERFACS qui se situent à l'échelle de la flamme,
dans le but d’améliorer la physique du modèle de propagation
et avoir une plus grande contrainte sur les émissions de gaz
de pyrolyse. Le modèle de combustion AVBP, habituellement
utilisé pour des études industrielles est en cours d'adaptation
à la problématique des incendies. Le CERFACS étudie
également la faisabilité de l'assimilation de données in situ en
temps réel dans le modèle de propagation de feu pour des
applications opérationnelles.
Ce modèle couplé ouvre de nombreuses perspectives à la
fois scientifiques, comme l'étude de la hauteur d'injection des
fumées et de leur dispersion dans l'atmosphère et aussi
opérationnelles avec l'ambition de simuler de grands
incendies en temps quasi-réel, pour l'aide à la décision.
A LIRE SUR LE SUJET
Céline MARI
Laboratoire d’Aérologie (unité mixte Université Toulouse 3/CNRS)
Jean-Baptiste FILIPPI
Sciences pour l'Environnement (unité mixte Université Corse/CNRS)
Filippi JB, F. Bosseur, X. Pialat, P.-A. Santoni, S. Strada and C. Mari,
"Simulation of Coupled Fire/Atmosphere Interaction with the MesoNH-
ForeFire Models models", Journal of Combustion, 2011.
http://www.hindawi.com/journals/jc/2011/540390/

3
LA CHRONIQUE DE GUY BLANCHET
 L'été caniculaire 2003
La France, comme une grande partie de l’Europe occidentale, a
connu un été 2003 tout à fait exceptionnel par la succession de
périodes caniculaires (fig.1 et 2 ) ; la plus importante est celle
survenue du 3 au 13 août.
Les conséquences ont été dramatiques avec la mort d’environ
15.000 personnes en France et 70.000 en Europe.
Fig.1: Températures mini et maxi en France : écarts aux normales 1981-2010
1) L'épisode du 3 au 13 août
La figure 3  montre que l’épicentre de la canicule se situe
sur la France.
Fig. 3. Anomalie de température du 3 au 13 août 2003
Fig.2 Température moyenne des étés en France depuis 1900

4
LES TEMPERATURE
S MOYENNES
Elles sont supérieures de 5° à 12° aux normales (19 71-2000) :
Les maximums n’atteignent "que" 32,7° à Penmarch, 3 2,3° à
Belle-Île, 31° à Ploumanach, 29,3° à Ouessant et 28 ° à la
Hague. En montagne, ils sont supérieurs à 30° jusqu e vers
1500/1600mètres dans les Pyrénées et les Alpes du sud,
1400/1500 dans les Alpes du nord et le Massif central,
1300/1400 dans le Jura et 1200/1300 dans les Vosges ; on
relève ainsi 31,8° au Lioran, 30,5° au Puy-de-Dôme, 28,7° au
Mont-Aigoual, 27,9° à Chamrousse, 27,8° à La Dôle ( Jura
suisse), 27° à Isola 2000, 26,9° à Val d’Isère, 26° à l’Alpe
d’Huez, 25° au Mont-Cenis, 20,2° aux Aiguilles Roug es (2330m,
au-dessus de Chamonix) et 18,6° au Pic du Midi (2860 m).
LES TEMPERATURES MINIMALES
En période de canicule, la sensation d’inconfort dépend
beaucoup des températures nocturnes.
Voici les températures minimales moyennes et, entre
parenthèses, les minimales les plus élevées :
26,9°
Cap Corse
(28,5°)
26,4°
Menton
(30,3°!)
26°
Le Cap Ferrat
(28,7°)
25,6°
L’Ile
-
Rousse
(27,5°)
25,5°
Nice
(27,7°)
24,6°
Saint
-
Cyr
-
le
-
Châtoux
(27,5°)
24,4°
Pertusato
(25,3°) et
l’Ile du Levant
(26,2°)
24,1°
Sète
(26,2°)
23,9°
Les Sauvages
(69, 26°) et
Le Cap Béar
(29,2°)
23,8°
Toulon
(26°)
23,7°
Mont
-
Saint
-
Vincent
(71, 25,3°)
23,6°
Leucate
(26,7°)
23,5°
Bastia
(25°) et
Grasse
23,3°
Villeurbanne
(25,1°)
23,2°
Marignane
(25°)
23,1°
La Rochelle
(25,5°)
23°
Paris
-
Montsouris
(25,5°)
22,9°
Lyon
-
Satolas
(24,7°) et
Château
-
Chinon
(25,6°)
22,8°
Calvi
(29,8°)
22,7°
Limoges
(24°)
22,6°
Langres
(24°)
22,5°
Chassiron
(24°)
Dans le Nord-ouest, les nuits sont moins éprouvantes :
minimums moyens de 17,5° à Deauville, 17,4° à la Po inte du
Raz, 17,1° à Caen et à Saint-Brieuc, 17° à la Hague , 16,6° à
Brest et 15,3° à Ouessant ; de même en Champagne-Ardenne
(17,2° à Reims, 13,1° à Charleville-Mézières), dans les Vosges
(16,3° à Epinal), en Nivernais (17° à Nevers) et en
montagne (11,5° à Saint-Véran, 11° aux Saisies, 10, 6° à Isola
2000,10,4° à Val d’Isère, 10,3° à Chamonix, 9,9° au Pic du
Midi).
LES AMPLITUDES JOURNALIERES
Les amplitudes journalières moyennes présentent, comme l’on
pouvait s’y attendre, de grands contrastes. Les plus faibles se
situent dans les régions côtières (4° à Menton ( 06), 4,3° à
Brignogan (29), 6° au Cap Ferrat ( 06), 6,1° à la Pointe de
Chassiron (17), 6,5° à La Hague ( 50), 6,7° à Ouessant (29),
6,9° au Cap Corse ( 20) et 7° à Nice ( 06) ; les plus fortes dans
des stations à la topographie en creux : 25,3° à Sa ugues (43),
24,4° à Romorantin (41), 23,2° à Carpentras ( 84) et à Auch
(32), 22,7° à Martignargues ( 30), 22,4° à Séderon ( 26), 22,3° à
Nevers (58) et à Bully (69), 22,2° à Chamonix (74) et à Brive
(19), 21,8° au Puy-Chadrac ( 43) et à Orange (84),21,6° à
Barcelonnette (04) et 21,5° à Vichy (03).
31,9°
Villeur
banne
(excédent de 9,4°)
31°
S
ain
t
-
Genis
-
Laval
(69, +9,2°)
30,8°
Auxerre
(+11,2°)
30,7°
Alès
30,6°
Albi
(+9,1°),
Figari
, Vinsobres
(26)
30,5°
Toulouse
(+8,8°)
30,4°
Lyon
-
Bron
(+9,4°),
Gourdon
(+10,2°),
Cap Corse
30,3°
Saint
-
Cyr
-
le
-
Châtoux
(69, 700 mètres),
Saint
-
Christol
-
lès
-
Alès
(30)
30,2°
Paris
-
Montsouris
(+10,2°),
Châteauroux
(+10,6°)
30,1°
Bourges
(+10,6°),
Carcassonne
(+7,9°)
30°
Bordeaux
(+9,1°),
Orange
(+6,7°),
Mont
-
de
-
Marsan
(+9,1°)
,
Mont-Saint-Vincent (71, 605 mètres, +11,7°), Menton
29,9°
Château
-
Chinon
(+12,1°),
Nîmes
(+6,1°),
Carpentras
(+6,3°)
29,7°
Le Luc
(83, +6,1°),
Grasse
,
Alistro
(Corse),
Montélimar
(+7,2°)
29,6°
Dijon
(+9,9°),
Langres
(+11,5°),
Niort
(+9,7°),
Marignane
(+5,7°),
Limoges (+10,7°), Orly (+10,2°)
29,5°
Tours
(+10,2°),
Aubenas
29,3°
Le Mans
(+10,1°),
Agen
(+8,4°),
Dax
(+8,0°)
29,2°
Bastia
(+5,3°),
Bergerac
(+7,9°)
29,1°
Clermont
-
Ferrand
(+9,6°),
Mâcon
(+8,9°),
Calvi
29°
Nice
(+5,4°),
Cap Ferrat
,
Poitiers
(+9,8°)
Les moyennes les moins élevées se situent près des côtes de la
Manche (20,2° à La Hague et 18,7° à Ouessant) et en montagne
(23,5° au Mont-Aigoual, 21,4° à Chamonix, 19,5° à l ’Alpe d’Huez,
18,6° à Saint-Véran, 18,5° au Mont-Cenis, 18° à Iso la 2000, 15,9°
aux Saisies (73) et 13,1° au Pic du Midi).
LES TEMPERATURES MAXIMALES
Les moyennes dépassent 40° dans plusieurs stations :
42,3° à Saint-Andiol (13), 42° à Decize (58), 41,3° à Saint-Christol-
lès-Alès (30), 40,6° à Donzère (26), 40,5° à Villeurbanne, 40,1° à
Gourdon et 40° à Orange, Montélimar et Alès.
Voici quelques maximums remarquables (souvent des records) :
44,1°
S
ain
t
-
Christol
-
lès
-
Alès
(
30
),
Conqueyrac
(
30
)
43,9°
S
ain
t
-
Géry
(
46
)
43,5°
Bretenoux
(
46
),
Villefranche
-
de
-
Lauragais, Cambo
(
64)
43,2°
Donnezac
(
33
)
43,1°
Decize
(
58
),
Gr
ospierres
(
07
)
43°
Thouars
(
79),
Villefranche
-
de
-
Rouergue, Les
Eyzies
(
24
)
42,9°
Montségur s/ Lauzon
(
26
)
42,6°
Orange, Pont
-
Saint
-
Esprit
(
30
),
Vouillé
(
86
)
42,5°
Burlats
(
81
),
Alès, Mirepoix
(
09
)
42,2°
S
ain
t
-
Maur, Lézignan
-
Corbières
(
11)
42,1°
Ville
urbanne, Vallon
-
Pont d’Arc
(
07
),
Avallon
(
89)
42°
Cazaux
41,9°
Carcassonne
,
Carpentras,
Fontenay
-
le
-
Comte
(85
)
41,8°
Gourdon,
Montauban, Donzère
41,6°
Nîmes
41,4°
Albi
,
Mont
-
de
-
Marsan,
Le Cap Ferret, Figeac
41,2°
Romorantin, Montluçon
41,1°
Auxerre
,
Montélimar,
Bergerac, Chablis, Dax
41°
Le Luc
(83
),
Périgueux, Ancenis
(
44
),
Buis
-
les
-
Baronnies
(
26
)
40,9°
Agen, Colmar, Châtillon s/ Seine
(
21
)
40,8°
Aubenas
-
Lanas, Auch
40,7°
Toulouse
,
Bordeaux
,
Brive
40,6°
Vichy
,
Biarritz,
Troyes
40,5°
Lyon
-
Bro
n,
Le Mans, Annonay, Valence, Vesoul
40,3°
Ambérieu, S
ain
t
-
Dizier
40,2°
Paris
-
Le Bourget, Pointe de Socoa, Chatte
(
38
),
S
ain
t
-
Yan
(
71
)
40,1°
Châteauroux, Figari

5
LA SITUATION SYNOPTIQUE
La situation est typique des épisodes de canicule. En surface, la
pression est relativement uniforme sur la France (marais
barométrique).
En revanche, en altitude, une puissante dorsale prolonge jusque
sur l’Allemagne les hautes pressions de l’ouest de l’Afrique du
Nord (fig.4 ). C’est une énorme masse d’air chaud et sec qui
recouvre le pays.
Fig.4. Situation à 500 hPa. Moyenne du 3 au 13 août 2003
PARAMÈTRES MOYENS DE LA PÉRIODE SELON LES RADIOSONDAGES DE LYON
Niveau Altitude Ec/Norm Tempér. Ec /Norm Hum.Rel. Ec/Norm
850hPa 1599 m +60 m 22,2°C +9,3°C 35 % -29 %
700hPa 3244 m +95 m 8,6°C +4,8°C 49 % -6 %
500hPa 5928 m +127 m -10,1°C +2,0°C 20 % -23 %
L’altitude moyenne de l’isotherme 0° est de 4375 m, soit 670 m
au-dessus de la normale. Elle dépasse 4000 m durant 47 jours ;
en début de mois, elle atteint même plus de 4600 mètres…
(fig.5 ). ISOTHERME 0° ETE 2003
Fig.5. Altitude de l'isotherme 0° sur les Alpes durant l'été 2003
LES INVERSIONS DE TEMPERATURE
Au cours de l’épisode, les inversions ont été la règle. Par exemple,
dans les Alpes, l
es minimums moyens du 3 au 13 août affichent
10,3° à Chamonix (1040 m) et 14,3° aux Aiguilles Ro uges (2250m).
Le tableau indique les minimums moyens et les minimums les plus
hauts dans l’est du Massif central, du Beaujolais au Morvan.
TEMPÉRATURES MINIMALES MOYENNES ET MINI LES PLUS HAUTS (3-13 AOÛT)
Tn
(69)
Bully
(300 m) 16,3° 18,0°
(69)
S
aint
-
Cyr
-
le
-
Chatoux
(700m) 24,6° 27,5°
(71)
S
ain
t
-
Yan
(244m) 17,7° 19,4°
(71)
M
on
t
-
S
ain
t
-
Vincent
(609m) 23,7° 25,3°
(58)
Nevers
(176m) 16,3° 18,1°
(58)
Château
-
Chinon
(598 m) 22,9° 25,6°
L’INFLUENCE URBAINE
Les habitants des villes ont particulièrement souffert de la canicule,
l’influence urbaine s’ajoutant à la chaleur générale.
La figure 6 montre cette influence à Paris.
Fig.6. Température en fin de nuit du 8 au 13 août en région parisienne
Dans l’agglomération lyonnaise, la comparaison des données de
Bron-
Aéroport et de Villeurbanne (dans l’agglomération) est
éclairante.
DONNÉES DU 3 AU 13 AOÛT 2003 ET DE L'ÉTÉ 2003
Bron aéroport Villeurbanne
T min 21,9° 23,3°
T max 38,9° 40,5°
T moy 30,4° 31,9°
Tx absolu 40,5° (13/08)
42,1° (13/08)
Tn le plus haut 23,2° (06/08)
25,1° (06/08)
ETE 2003 N.de Jours Tx >= 30° 66 77
ETE 2003 N.de Jours Tx >=35° 23 27
ETE 2003 N.de Jours Tx >=40° 2 10
ETE 2003 N.de Jours Tn >=20° 42 56